Degradação do herbicida Indaziflam em sua forma comercial (ALION 500 Sc) via H₂O₂-UV: avaliação do processo e comportamento dinâmico da fitoxicidade das águas modelos

Abstract

O Indaziflam é um novo herbicida (pré-emergente) lançado (2010) nos Estados Unidos (nome comercial: Alion 500 Sc). O Alion 500 Sc foi liberado no Brasil em 2016 para plantações de café e cana-de-açúcar. O IND apresenta toxicidade aguda dos Tipo III (contatos oral e dérmico) e Tipo IV (contato direto nos olhos). Sua exposição crônica afetou o sistema neurológico de animais. O IND é pouco volátil e solúvel em água. Todavia, pode poluir as águas subterrâneas. Este trabalho visou avaliar a degradação do Alion via H₂O₂-UV. Usou-se um fotorreator anular acoplado a um tanque, sendo o sistema operado em reciclo. A lâmpada usada foi a Philips TUV 30W. A concentração de IND foi medida por cromatografia liquida, e a absorbância por espectrofotometria. Os coeficientes molares de absorção dos IND e Alion a 254nm obtidos foram 1,17x10⁴±2,19x10⁻⁴cm⁻¹.M⁻¹ e 1,13x10⁴±1,16x10⁻⁴cm⁻¹.M⁻¹, respectivamente. Os processos de fotólise direta a 254nm (fotólise) e peroxidação são possíveis rotas sinérgica de degradação do IND durante o processo H₂O₂-UV, pois o IND foi degradado por aqueles individualmente. A razão molar ótima para o processo H₂O₂-UV (condição operacional: 8,8 μM, pH 6, 25oC) foi 60 molH₂O₂.molIND-1, levando a valores para parâmetros de eficiência iguais a: 1,30x10-7mol.s-1 (taxa de reação inicial, Rt→0), 29,0% (conversão a 5 minutos, X5min) e 11,0 minutos (tempo de meia vida, t1/2). A concentração inicial do IND afetou a eficiência do processo H₂O₂-UV, operado na condição ótima, tendo os valores dos parâmetros Rt→0, X⁵ᵐⁱⁿ e t¹/² variados nas respectivas faixas: (0,60-1,25)x10-7mol.s⁻¹, 34,0-29,0% e 8,7⁻¹,0 minutos. O comportamento dinâmico da fitoxicidade das águas modelos nos processos H₂O₂-UV, fotólise e peroxidaçãoe foi estudado. Usou-se como organismo-teste as sementes de arroz (Oryza sativa). As águas modelos do Alion podem ser átoxicas (0,3-5,0μM), levemente tóxicas (5,0-1,5μM) e tóxicas (>1,5 μM) às sementes de arroz. Os valores obtidos para CL50% e CE50% foram iguais a 1,9 μM e 8,2 μM, respectivamente. Os subprodutos da degradação do Alion por H₂O₂-UV, fotólise e peroxidação não são mais toxico às sementes de arroz que seus precursores (IND e produtos inertes presentes no Alion). A demanda energética (fotoquímica - parâmetro EEO) e o e custo foram avaliados (H₂O₂-UV e fotólise). Ambos processos são viáveis energeticamente pois para os valores de EEO foram >10 kWh.m-³.ordem-¹: a) Fotólise: 2,2-6,6kWh.m-³.ordem-1 (custo: 1,3-³,6R$/kWh.m-³.ordem-1); H₂O₂-UV: 6,6-5,5kWh.m-³.ordem-¹ (1,6-3,2 R$/kWh.m-³.ordem-¹). Processos H₂O₂-UV, peroxidação e fotolise foram comparados. A peroxidação é rota de oxidação que se pode desprezar na proposição mecanismo de reação, pois a ordem do valor de Rt→0 (-9) é duas vezes menor aquela obtida para H₂O₂-UV (-7). No entanto, a fotólise é rota de oxidação importantíssima no processo H₂O₂-UV, pois os valores de Rt→0 (0,90x10-7mol.s-¹ e 1,30x10-7mol.s-¹) são de mesma ordem (-7), indicando que quando acresceu-se o meio reacional da fotólise com H₂O₂ (condição ótima), aumentou-se em 44,4% a eficiência do processo e reduziu-se os custo energético e percentual de inibição de germinação em 51,1% e 30,7%, respectivamente, em relação a fotólise.